这篇文章跟大家分析一下“如何进行SpringBoot整合JWT的实现”。内容详细易懂,对“如何进行SpringBoot整合JWT的实现”感兴趣的朋友可以跟着小编的思路慢慢深入来阅读一下,希望阅读后能够对大家有所帮助。下面跟着小编一起深入学习“如何进行SpringBoot整合JWT的实现”的知识吧。
一. JWT简介
1. 什么是JWT?
JWT(JSON Web Token)是为了在网络应用环境间传递声明而执行的一种基于JSON的开放标准。
它将用户信息加密到token里,服务器不保存任何用户信息。服务器通过使用保存的密钥验证token的正确性,只要正确即通过验证;应用场景如用户登录。JWT详细讲解请见 github:https://github.com/jwtk/jjwt
2. 为什么使用JWT?
随着技术的发展,分布式web应用的普及,通过session管理用户登录状态成本越来越高,因此慢慢发展成为token的方式做登录身份校验,然后通过token去取redis中的缓存的用户信息,随着之后jwt的出现,校验方式更加简单便捷化,无需通过redis缓存,而是直接根据token取出保存的用户信息,以及对token可用性校验,单点登录更为简单。
3. 传统Cookie+Session与JWT对比
① 在传统的用户登录认证中,因为http是无状态的,所以都是采用session方式。用户登录成功,服务端会保证一个session,当然会给客户端一个sessionId,客户端会把sessionId保存在cookie中,每次请求都会携带这个sessionId。
cookie+session这种模式通常是保存在内存中,而且服务从单服务到多服务会面临的session共享问题,随着用户量的增多,开销就会越大。而JWT不是这样的,只需要服务端生成token,客户端保存这个token,每次请求携带这个token,服务端认证解析就可。
② JWT方式校验方式更加简单便捷化,无需通过redis缓存,而是直接根据token取出保存的用户信息,以及对token可用性校验,单点登录,验证token更为简单。
4. JWT的组成(3部分)
第一部分为头部(header),第二部分我们称其为载荷(payload),第三部分是签证(signature)。【中间用 . 分隔】
一个标准的JWT生成的token格式如下:eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzUxMiJ9.eyJzdWIiOiI1IiwiaWF0IjoxNTY1NTk3MDUzLCJleHAiOjE1NjU2MDA2NTN9.qesdk6aeFEcNafw5WFm-TwZltGWb1Xs6oBEk5QdaLzlHxDM73IOyeKPF_iN1bLvDAlB7UnSu-Z-Zsgl_dIlPiw
5. JWT验证流程和特点
验证流程:
① 在头部信息中声明加密算法和常量, 然后把header使用json转化为字符串
② 在载荷中声明用户信息,同时还有一些其他的内容;再次使用json 把载荷部分进行转化,转化为字符串
③ 使用在header中声明的加密算法和每个项目随机生成的secret来进行加密, 把第一步分字符串和第二部分的字符串进行加密, 生成新的字符串。词字符串是独一无二的。
④ 解密的时候,只要客户端带着JWT来发起请求,服务端就直接使用secret进行解密。
特点:
① 三部分组成,每一部分都进行字符串的转化
② 解密的时候没有使用数据库,仅仅使用的是secret进行解密
③ JWT的secret千万不能泄密!
6. JWT优缺点
优点:
①. 可扩展性好
应用程序分布式部署的情况下,Session需要做多机数据共享,通常可以存在数据库或者Redis里面。而JWT不需要。
②. 无状态
JWT不在服务端存储任何状态。RESTful API的原则之一是无状态,发出请求时,总会返回带有参数的响应,不会产生附加影响。用户的认证状态引入这种附加影响,这破坏了这一原则。另外JWT的载荷中可以存储一些常用信息,用于交换信息,有效地使用 JWT,可以降低服务器查询数据库的次数。
缺点:
① 安全性:由于JWT的payload是使用Base64编码的,并没有加密,因此JWT中不能存储敏感数据。而Session的信息是存在服务端的,相对来说更安全。
② 性能:JWT太长。由于是无状态使用JWT,所有的数据都被放到JWT里,如果还要进行一些数据交换,那载荷会更大,经过编码之后导致JWT非常长,Cookie的限制大小一般是4k,cookie很可能放不下,所以JWT一般放在LocalStorage里面。并且用户在系统中的每一次Http请求都会把JWT携带在Header里面,Http请求的Header可能比Body还要大。而SessionId只是很短的一个字符串,因此使用JWT的Http请求比使用Session的开销大得多。
③ 一次性:无状态是JWT的特点,但也导致了这个问题,JWT是一次性的。想修改里面的内容,就必须签发一个新的JWT。即缺陷是一旦下发,服务后台无法拒绝携带该jwt的请求(如踢除用户)
(1)无法废弃:通过JWT的验证机制可以看出来,一旦签发一个JWT,在到期之前就会始终有效,无法中途废弃。例如你在payload中存储了一些信息,当信息需要更新时,则重新签发一个JWT,但是由于旧的jwt还没过期,拿着这个旧的JWT依旧可以登录,那登录后服务端从JWT中拿到的信息就是过时的。为了解决这个问题,我们就需要在服务端部署额外的逻辑,例如设置一个黑名单,一旦签发了新的JWT,那么旧的就加入黑名单(比如存到redis里面),避免被再次使用。
(2)续签:如果你使用jwt做会话管理,传统的Cookie续签方案一般都是框架自带的,Session有效期30分钟,30分钟内如果有访问,有效期被刷新至30分钟。一样的道理,要改变JWT的有效时间,就要签发新的JWT。最简单的一种方式是每次请求刷新JWT,即每个HTTP请求都返回一个新的JWT。这个方法不仅暴力不优雅,而且每次请求都要做JWT的加密解密,会带来性能问题。另一种方法是在Redis中单独为每个JWT设置过期时间,每次访问时刷新JWT的过期时间。
可以看出想要破解JWT一次性的特性,就需要在服务端存储jwt的状态。但是引入 redis 之后,就把无状态的jwt硬生生变成了有状态了,违背了JWT的初衷。而且这个方案和Session都差不多了。
二. Java实现JWT(SpringBoot方式整合)
1. Maven依赖与application.yml配置
<!-- JWT依赖 --><dependency> <groupId>io.jsonwebtoken</groupId> <artifactId>jjwt</artifactId> <version>0.7.0</version></dependency><dependency> <groupId>com.auth0</groupId> <artifactId>java-jwt</artifactId> <version>3.4.0</version></dependency>
server: port: 8080spring: application: name: springboot-jwtconfig: jwt: # 加密密钥 secret: abcdefg1234567 # token有效时长 expire: 3600 # header 名称 header: token
2. 编写JwtConfig
package com.example.config; import io.jsonwebtoken.Claims;import io.jsonwebtoken.Jwts;import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;import org.springframework.stereotype.Component;import java.util.Date; @ConfigurationProperties(prefix = "config.jwt")@Componentpublic class JwtConfig { private String secret; private long expire; private String header; public String createToken (String subject){ Date nowDate = new Date(); Date expireDate = new Date(nowDate.getTime() + expire * 1000);//过期时间 return Jwts.builder() .setHeaderParam("typ", "JWT") .setSubject(subject) .setIssuedAt(nowDate) .setExpiration(expireDate) .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, secret) .compact(); } public Claims getTokenClaim (String token) { try { return Jwts.parser().setSigningKey(secret).parseClaimsJws(token).getBody(); }catch (Exception e){// e.printStackTrace(); return null; } } public boolean isTokenExpired (Date expirationTime) { return expirationTime.before(new Date()); } public Date getExpirationDateFromToken(String token) { return getTokenClaim(token).getExpiration(); } public String getUsernameFromToken(String token) { return getTokenClaim(token).getSubject(); } public Date getIssuedAtDateFromToken(String token) { return getTokenClaim(token).getIssuedAt(); } // --------------------- getter & setter --------------------- public String getSecret() { return secret; } public void setSecret(String secret) { this.secret = secret; } public long getExpire() { return expire; } public void setExpire(long expire) { this.expire = expire; } public String getHeader() { return header; } public void setHeader(String header) { this.header = header; }}
3. 配置拦截器
package com.example.interceptor; import com.example.config.JwtConfig;import io.jsonwebtoken.Claims;import io.jsonwebtoken.SignatureException;import org.springframework.stereotype.Component;import org.springframework.util.StringUtils;import org.springframework.web.servlet.handler.HandlerInterceptorAdapter;import javax.annotation.Resource;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;import javax.servlet.http.HttpServletResponse; @Componentpublic class TokenInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter { @Resource private JwtConfig jwtConfig ; @Override public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws SignatureException { String uri = request.getRequestURI() ; if (uri.contains("/login")){ return true ; } String token = request.getHeader(jwtConfig.getHeader()); if(StringUtils.isEmpty(token)){ token = request.getParameter(jwtConfig.getHeader()); } if(StringUtils.isEmpty(token)){ throw new SignatureException(jwtConfig.getHeader()+ "不能为空"); } Claims claims = null; try{ claims = jwtConfig.getTokenClaim(token); if(claims == null || jwtConfig.isTokenExpired(claims.getExpiration())){ throw new SignatureException(jwtConfig.getHeader() + "失效,请重新登录。"); } }catch (Exception e){ throw new SignatureException(jwtConfig.getHeader() + "失效,请重新登录。"); } request.setAttribute("identityId", claims.getSubject()); return true; }}
注册拦截器到SpringMvc
package com.example.config; import com.example.interceptor.TokenInterceptor;import org.springframework.context.annotation.Configuration;import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;import javax.annotation.Resource; @Configurationpublic class WebConfig implements WebMvcConfigurer { @Resource private TokenInterceptor tokenInterceptor ; public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) { registry.addInterceptor(tokenInterceptor).addPathPatterns(" @PostMapping("/login") public ResultBO<?> login (@RequestParam("userName") String userName, @RequestParam("passWord") String passWord){ JSONObject json = new JSONObject(); // 这里模拟通过用户名和密码,从数据库查询userId // 这里把userId转为String类型,实际开发中如果subject需要存userId,则可以JwtConfig的createToken方法的参数设置为Long类型 String userId = 5 + ""; String token = jwtConfig.createToken(userId) ; if (!StringUtils.isEmpty(token)) { json.put("token",token) ; } return ResultTool.success(json) ; } @PostMapping("/info") public ResultBO<?> info (){ return ResultTool.success("info") ; } @GetMapping("/getUserInfo") public ResultBO<?> getUserInfo(HttpServletRequest request){ String usernameFromToken = jwtConfig.getUsernameFromToken(request.getHeader("token")); return ResultTool.success(usernameFromToken) ; } }
用PostMan测试工具测试一下,访问登录接口,当对账号密码验证通过时,则返回一个token给客户端:
当直接去访问info接口时,会返回token为空的自定义异常:
当在请求头加上正确token时,则拦截器验证通过,可以正常访问到接口:
当在请求头加入一个错误token,则会返回token失效的自定义异常:
接下来测试一下获取用户信息,因为这里存的subject为userId,所以直接返回上面写死的假数据5:
JWT
基于JSON,所以JWT是可以进行跨语言支持的,像JAVA,JavaScript,Node.JS,PHP等很多语言都可以使用。
payload部分,需要时JWT可以存储一些其他业务逻辑所必要的非敏感信息。
体积小巧,便于传输;JWT的构成非常简单,字节占用很小,所以它是非常便于传输的。它不需要在服务端保存会话信息, 所以它易于应用的扩展。
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